網絡切片Network Slice

在5G系統中，網絡將被進一步抽象為“網絡切片”—Network Slice：這種連接服務是通過許多定製軟件實現的功能定義。這些軟件功能包括地理覆蓋區域、持續時間、容量、速度、延遲、可靠性、安全性和可用性等。網絡切片並不是一個全新的概念，例如VPN特別是蜂窩網絡中的VPN就更像是網絡切片的基本版本。但未來全連接網絡需要支持一系列廣泛的應用並滿足一系列更嚴苛的要求，所以在5G環境中，網絡切片將以全新的水平來定義。

網絡切片允許運營商更深入地了解有關網絡資源的利用情況，因為每個切片都是定製化的。要實現5G網絡切片，雲技術、軟件定義網絡（SDN）和網絡功能虛擬化（NFV）提供了一系列的工具來更抽象地打造系統，從而提高網絡的靈活性。雲、SDN和NFV技術將系統細分為各個“小塊”，形成相互聯繫的水平網絡架構，即可實現程序化、虛擬化，從而適用於各種服務。

迄今為止網絡切片在5G中的具體實現小結：

網絡切片在同一個PLMN內部定義,它包括以下部分:

– 核心網絡的控制面和用戶面網絡功能.以及在服務PLMN內的下面之一:

– NG RAN

– 用於訪問non-3GPP接入網絡的N3IWF功能網元

可以根據支持不同的網絡功能或者網絡功能優化特性來部署不同的網絡切片。運營商可以為多組UE部署相同功能的多個網絡切片實例。

單一的UE可以通過單一的5G-AN訪問一個或者多個網絡切片實例。單一的UE在同一時間內最多可以使用8個網絡切片。服務UE的AMF實例邏輯上屬於每個網絡切片實例。比如AMF實例對於服務UE的網絡切片實例是公共資源。

網絡切片實例集的選擇是個重要的過程，通常網絡切片可以對應一個或者多個Allowed S-NSSAIs。一個UE在註冊過程總第一次訪問AMF時候首先要和NSSF進行交互。

選取的網絡切片內部的SMF發現與選擇功能由AMF來觸發，這個時候用一條UE發來的SM信息來建立一個PDU session。然後NRF會輔助網絡切片的發現和選擇任務。

每個PDU session屬於一個且僅屬於一個PLMN內的特別網絡切片實例。不同的網絡切片實例不共享一個PDU session. (雖然有時候不同的切片可以使用屬於同一個DNN的特定切片的PDU session.).

那麼如何標識和選擇一個網絡切片呢? 這就要用到S-NSSAI 和NSSAI了:

一個S-NSSAI用來標識一個網絡切片.

一個S-NSSAI由如下兩部分組成:

– 一個Slice/Service type (SST)，代表網絡切片的功能和業務類型。

-一個Slice Differentiator (SD)，這是個可選信息，用來輔助區分具有相同SST的多個網絡切片。

S-NSSAI可以配置標準值或者PLMN特定的值。擁有PLMN特定值的S-NSSAI是和所分配的PLMN ID相關聯的。而且UE在AS過程中只能使用這些和相應PLMN ID相關聯的S-NSSAI。

NSSAI由一組S-NSSAI組成，每個在信令中發送的NSSAI最多由8個S-NSSAI組成。每個S-NSSAI可以輔助網絡選擇一個特定的網絡切片。

相同的網絡切片實例可以通過不同的S-NSSAI來選取。

基於運營商的配置和部署的需要，指定的S-NSSAI的多個網絡切片實例可以部署在相同或者不同的註冊區域。

一個UE的網絡切片實例選擇時候，相應的網絡切片實例所對應的核心網絡的控制面和用戶面功能都由5GC負責。

接入網絡（R）AN在AS信令流程中使用請求的NSSAI處理控制面連接（在5GC通知（R）AN允許使用的NSSAI之前）。

當UE成功註冊後，核心網提供完整的Allowed NSSAI通知接入側AN處理控制面的信息。

當一個指定S-NSSAI 的PDU session使用一個特殊的網絡切片實例建立成功後，核心網將發送對應這個網絡切片的S-NSSAI給接入網RAN來訪問特殊的功能。（RAN側使用NSSAI信息的詳細信息在TS38.300中描述）。

標準SST數值Standardised SST values

標準SST數值（Standardized SST values）為切片之間建立全面互操作提供了途徑，這對於絕大多數的經常應用的Slice/Servicetypes來說，實施漫遊就會更高效。

對應於5G定義的3大應用場景，標準化了的SST如下表所示，初始的規範並沒有要求在一個PLMN內支持所有的標準化 SST：

簽約信息

簽約信息可以包含多個S-NSSAI。其中一個或者多個S-NSSAI可以標記為默認S-NSSAI。規範規定最多可以標記八個S-NSSAI。然而UE是可以簽約多於八個S-NSSAI的。如果S-NSSAI被標記成默認，而UE沒有在註冊請求消息中發送有效的S-NSSAI給網絡的時候，網絡就將使用默認S-NSSAI對應的網絡切片來服務UE。

每個S-NSSAI對應的註冊信息可包含多個DNN及一個默認的DNN。

UE在註冊請求中提供的NSSAI將在用戶的註冊數據中進一步校驗。

UE NSSAI配置

HPLMN會給UE配置一個NSSAI。每個Configured NSSAI可以特別指定是某個PLMN使用，HPLMN會指示NSSAI所使用的所有PLMN，包括Configured NSSAI是否應用於所有的PLMN。

當UE在註冊過程中給網絡提供NSSAI時，指定了PLMN的UE將只使用Configured NSSAI的S-NSSAI。而在UE成功註冊後就會被包含在相應的AMF中。Allowed NSSAI可能包含多個S-NSSAI。而這些S-NSSAI對當前UE註冊區域有效。UE也可以從AMF獲取一個或者多個臨時的或者固定的Rejected S-NSSAI。

在NSSAI的使用上，Allowed NSSAI優先於Configured NSSAI 。UE在服務PLMN的頻繁變化的過程里僅採用對應網絡切片的Allowed NSSAI里的S-NSSAI。